Самые горячие и холодные планеты нашей солнечной системы
Хотя во Вселенной существует множество планетных систем и даже бесчисленное количество галактик, есть только одна, которую мы называем домом, и она расположена на внешнем спиральном рукаве Галактики Млечный Путь. Наша солнечная система состоит из всех планет, лун, астероидов, комет и различного космического мусора, вращающегося вокруг Солнца. Наша система, известная как Солнечная система, названа в честь нашего солнца или звезды Sol. Все остальное, включая нашу планету, связано с Солнцем гравитационным притяжением, называемым орбитой. Наша солнечная система состоит из восьми планет, разделенных на внутренние и внешние планеты, а также лежащих вне их карликовых планет. Температура на планетах зависит от солнца и других факторов. Тем, кто ближе к солнцу, обычно жарче.
Планеты
Восемь планет в нашей солнечной системе расположены по порядку от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Первые четыре, известные как внутренние планеты, являются земными телами. Это означает, что это планеты, основанные на камне и металле. Когда Вселенная была молодой, это были единственные планетные тела, которые могли выдержать жар молодой звезды. Из-за этого внутренние планеты твердые, либо на основе горных пород, либо из металла, либо их комбинации, и все они имеют более высокие средние температуры, чем внешние планеты.
Внешние планеты, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, отделены от внутренних большим поясом астероидов. Эти планеты значительно холоднее по температуре, чем их внутренние аналоги, и вместо того, чтобы быть каменными, они на самом деле состоят в основном из водорода и гелия; плотных жидкостей, других газов и льда. Эти объекты также намного больше, чем внутренние планеты, и имеют более быстрые орбиты и вращение. Их газовый состав является причиной того, что внешние планеты часто называют газовыми гигантами.
Плутон — это Планета?
Плутон, когда-то считавшийся самой маленькой и самой далекой планетой в нашей солнечной системе, был официально понижен в статусе планет в 2006 году. Это произошло потому, что на самом деле он не отвечал трем критериям, необходимым для различения планеты. Вот эти критерии:
- планета должна вращаться вокруг Солнца;
- должна обладать достаточной массой, чтобы собственная гравитация могла преодолеть силы твердого тела, так чтобы принять почти круглую форму;
- должна очистить окрестности вокруг своей орбиты от других объектов.
Поскольку Плутон не отвечал третьему правилу, его считали «карликовой планетой». В нашей солнечной системе есть пять карликовых планет, включая Плутон, это Церера, Макемаке, Хаумеа и Эрида. Внешние пределы Солнечной системы также включают пояс Койпера, где обитают четыре из пяти таких дварфов, и Облако Оорта, которое, как считается, окружает всю солнечную систему облакоподобной оболочкой.
Температура Планеты
На температуру планеты влияет Солнце, и самым большим фактором, влияющим на среднюю температуру планеты, является ее близость к Солнцу. Однако есть и другие важные факторы, такие как атмосфера планеты, скорость вращения и плотность самой планеты. Как правило, температура планет снижается по мере удаления от Солнца, а это означает, что более близкие внутренние планеты, такие как Меркурий, Венера и Земля, имеют более высокие температуры, чем во внешних областях солнечной системы, такие как Нептун или Уран.
Так же, как у нас есть времена года и колебания температуры на Земле, другие планеты испытывают большие перепады температуры между дневной и ночной сторонами. Для Земли период вращения составляет один день или 24 часа, что означает, что количество времени в «ночи» или когда планета обращена от Солнца, не слишком велико. Однако на такой планете, как Меркурий, которая вращается медленнее (58,6 дня за оборот), ночная сторона обращена в сторону от Солнца на гораздо более длительные периоды времени. Из-за этого температура может быть более чем на 500 градусов Цельсия ниже, чем днем. По этой причине в таблице указаны обе температуры, ведь разница между дневной и ночью очень велика. Температуры газовых планет не склонны к таким сильным колебаниям, поскольку солнце не нагревает и не охлаждает поверхность в такой же степени, как это было бы с камнем и металлом. Кроме того, поскольку нет твердой поверхности, с которой можно было бы снимать показания температуры, средние температуры берутся с уровня атмосферы, равного по давлению уровню моря на Земле.
Самая горячая планета
Венера — самая горячая планета в нашей солнечной системе со средней температурой 471 °С. Хотя планетные температуры имеют тенденцию повышаться по мере приближения к Солнцу, Венера на самом деле теплее своего соседа Меркурия по нескольким причинам. Как уже упоминалось, Меркурий имеет медленный период вращения, а это означает, что температура его дневной и ночной сторон резко различается. Кроме того, он имеет тонкую атмосферу, которая позволяет отводить тепло. Напротив, у Венеры очень плотная атмосфера, это означает, что она удерживает тепло так же, как оранжерея. Это означает, что тепло содержится в атмосфере планеты, вызывая заметно более высокую температуру, чем на любой другой планете. Средняя температура 471 по Цельсию настолько высока, что может плавить свинец. Предполагается, что при таких температурах не может существовать никаких форм жизни.
Самая холодная планета
Самая холодная планета в нашей солнечной системе — Нептун. Как самая удаленная от Солнца планета, Нептун практически не получает тепла от солнечных лучей. Таким образом, он имеет чрезвычайно низкую среднюю температуру, составляющую -201 ° C, и состоит в основном из льда и замороженного вещества. Нептун находится так далеко от Солнца, на расстоянии примерно 4,5 миллиарда км, что это единственная планета, которую нельзя увидеть только человеческим глазом. Это изменчивая планета с быстрым вращением от 16 часов до одного земного дня и сильными порывами ветров, пронизывающих ее газовую атмосферу. Из-за этого и из-за низких температур Нептун не может поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.
Жизнь за пределами Земли
Как видно в таблице, диапазон температур в нашей солнечной системе очень велик. Если сравнивать со средней температурой на Земле, можно ясно видеть, что другие планеты находятся далеко за пределами нашего понимания диапазонов температур, поддерживающих жизнь. Тем не менее, исследования продолжают определять, существует ли жизнь, могла ли существовать на этих планетах. Долгое время Марс считался наиболее подходящим вариантом для устойчивых форм жизни. При средней температуре минус 28 градусов °C она ближе всего к температуре Земли. Действительно, определенные части Земли обычно достигают этих температур либо в зимние месяцы, либо круглый год в полярных областях. По этой причине Марс остается наиболее жизнеспособным вариантом для будущей человеческой жизни или для открытия существующих форм жизни. Однако в настоящее время окончательные доказательства существования жизни еще не обнаружены, и современные знания указывают на то, что большинство планет не могли поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, прежде всего из-за неблагоприятных температур и атмосфер.
Источник
Самая горячая планета во Вселенной
На сегодняшний день астрономами открыты тысячи самых разных планет у других звёзд. И хотя наши, имеющиеся в Солнечной системе, изучены гораздо лучше, но и про эти далекие известно довольно много. Конечно, многие данные получены путём моделирования и расчётов – отправить туда зонды или даже увидеть сами планеты в телескоп невозможно.
Однако астрономы могут определять размеры этих экзопланет и параметры их орбит, а также делать некоторые выводы по их составу и условиям на них. Поэтому можно сравнить, например, какая самая горячая планета во Вселенной. Конечно, всю Вселенную мы охватить вряд ли когда-нибудь сможем, но хотя бы изученную часть вполне можно.
Итак, давайте посмотрим, какая же самая горячая планета известна на сегодняшний день.
Самая горячая планета в Солнечной системе
Самая близкая к Солнцу планета в нашей Солнечной системе – Меркурий. Расстояние от него до пышущей жаром поверхности звезды – всего около 70 миллионов километров в самой дальней точке, и это вдвое ближе, чем Земля. А в ближайшей точке это расстояние и вовсе сокращается до 46 миллионов километров – втрое ближе, чем от Земли до Солнца.
Конечно же, поверхность Меркурия должна быть раскалена чуть ли не докрасна и это наверняка самая горячая планета Солнечной системы! Но это не так.
Конечно, поверхность Меркурия на дневной стороне сильно нагревается – до +350 градусов по Цельсию. Но она очень рыхлая и обладает хорошими теплоизолирующими свойствами, поэтому уже на глубине в 1 метр температура составляет всего +75 градусов. Так что Меркурий вовсе не раскалён докрасна. Тем более, у него нет атмосферы, которая бы хоть немного задерживала тепло у поверхности, и она тут же остывает до глубокого минуса, как только попадает в тень.
Самое горячее место на Меркурии – около экватора, где Солнце светит прямо с зенита. Там поверхность может нагреваться до +427 градусов по Цельсию, когда планета находится в ближайшей к Солнцу точке. Более высоких температур там нет.
А теперь переместимся на Венеру и посмотрим, что творится там. Эта планета имеет толстую атмосферу и мощнейший парниковый эффект. Так вот, средняя температура на поверхности в этом сумрачном мире составляет +467 градусов по Цельсию. Средняя – значит, бывает и пожарче. И это больше, чем на Меркурии, хотя Венера находится от Солнца дальше.
Поверхность Венеры. Фото советской автоматической станции «Венера-13».
Поэтому Венера – самая горячая планета в Солнечной системе, со средней температурой на поверхности в +467 0 C. Более высоких температур нет ни на одной другой планете.
Самая горячая планета во Вселенной
А теперь давайте обратим взор на другие звёздные системы и их планеты. Там есть гораздо более странные миры, чем в Солнечной системе.
В 2016 году у горячей звезды KELT-9 с температурой поверхности около 10000 градусов, в созвездии Лебедя, была обнаружена планета. Нас от неё отделяет 620 световых лет, но интересно не это.
Сама планета KELT-9b очень большая – она в 2.88 раз тяжелее Юпитера и вдвое больше его, но при этом от звезды её отделяет всего 4.5 миллионов километров. Сравните – Меркурий от Солнца даже в ближайшей точке удалён на 46 миллионов километров. То есть эта планета буквально несётся с огромной скоростью над очень горячей звездой! Полный оборот по орбите она совершает всего за 1.48 суток!
Так может выглядеть самая горячая планета во Вселенной — KELT-9b. Иллюстрация.
Так вот, из-за такой близости к горячей звезде температура самой планеты должна составлять примерно 4300 0 С. Для сравнения – поверхности Солнца горячее её «всего» на 1200 градусов. А некоторые звёзды гораздо холоднее этой планеты.
Очень высокая температура на этой планете была подтверждена. Учёные с помощью спектрографа обнаружили у неё спектральные линии ионизированного железа и титана – эти элементы там просто испаряются. Но на теневой стороне они вполне могут конденсироваться в облака и тогда там может идти металлический дождь! Да, странно, но вполне возможно.
Кстати, такие огромные газовые гиганты из-за большой температуры раздуваются еще больше, чем они могли быть в обычной обстановке. Так, планета KELT-9b вдвое больше Юпитера, но при этом и плотность её вдвое меньше. То есть, если её убрать от звезды подальше, то она остынет и сожмётся до размеров и плотности Юпитера.
Кроме того, из-за близости к звезде такие планеты испытывают мощнейшее воздействие звёздного ветра, буквально сдувающего с них верхние слои атмосферы. Поэтому они быстро теряют своё вещество и становятся меньше и легче. А на теневой стороне от них тянется газовый хвост, как у кометы.
KELT-9b – самая горячая планета во Вселенной, известная на сегодняшний день. При температуре в 4300 градусов по Цельсию она даже горячее некоторых звёзд.
Вот такие интересные вещи встречаются в космосе.
Источник
Какая температура в космосе и на других планетах
Один из самых интересных вопросов о космосе касается изучения температуры за пределами земной атмосферы. Любопытствующих пользователей интересует также, какова она в межзвездном пространстве и будет ли она холоднее, если двинуться за пределы нашей галактики. С другой стороны, имеет ли смысл вообще вести речь о температуре в отношении вакуума, ведь если это пустота, то сложно представить, что она подвергается температурному воздействию. Давайте разберемся.
Понятие тепло и температура
Сперва стоит выяснить, чем же, по сути, является температура, как появляется тепло и вследствие чего появляется холод. Для этого необходимо проанализировать строение материи на микроуровнях. Каждое вещество во Вселенной состоит из простейших частиц:
Из их комбинаций формируются атомы и молекулы. Микрочастицы не представляют собой неподвижные объекты.
Молекулы и атомы постоянно движутся и колеблются. А простейшие частицы, более того, передвигаются со скоростями, которые близки к световым. Так какая здесь связь с температурой? Как ни странно, самая прямая: энергия перемещения микрочастиц и является теплом. Чем интенсивнее колеблются, к примеру, молекулы в кусочке металла, тем теплее он станет.
Если тепло — это сила перемещения микрочастиц, то какой именно окажется температурный показатель в вакууме, в том самом космосе? Разумеется, космическое пространство не совершенно пустое — через него передвигаются фотоны, которые несут свет. Однако, плотность материи в нем в разы ниже, чем у нас, на Земле. Чем мельче атомы, которые сталкиваются друг с другом, тем меньше согревается вещество, которое состоит из них.
Если газ, который находится под большим давлением, отпустить в разреженное пространство, то его температура быстро понизится. На данном принципе основывается работа всем знакомого компрессорного холодильника. Соответственно, температурные показатели в космосе, где частицы располагаются весьма далеко друг от друга и не могут сталкиваться, должны стремиться к полному нулю. Однако, так ли это на самом деле?
Как совершается передача тепла
Когда нагревается вещество, его атомы начинают испускают фотоны. Данное явление также отлично всем знакомо — аналогичный принцип наблюдается в накаляющемся металлическом волоске, когда электролампочка начинает ярко гореть. Одновременно фотоны начинают переносить тепло. Соответственно, энергия начинает перемещаться от горячего вещества к прохладному.
Космическое пространство пронизано не только фотонами, которые излучают многочисленные звезды и галактики. Вселенная исполнена в том числе реликтовым излучением, а оно образовалось на начальных этапах появления ее существования. Именно за счет того, что температура в космическом пространстве не может упасть до безусловного нуля. Даже вдали от галактик и звезд материя не прекратит получать тепло, рассеянное по Вселенной от того самого реликтового излучения.
Абсолютный нуль
Ни одно вещество невозможно остудить ниже минимальной температуры. Поскольку остывание — это просто утрата энергии. В строгом соответствии с законами термодинамики, в обусловленной точке энтропия системы дойдет до нуля. В данном состоянии вещество уже не будет способно дальше терять энергию. Это и станет предельно возможной низкой температурой.
Температура абсолютного нуля составляет минус 273,15 градуса по Цельсию или же ноль по системе Кельвина. На теоретическом уровне такую температуру возможно получить только в замкнутых системах. Однако на практике нигде, ни на Земле, ни в космосе, невозможно создать или сымитировать такую область пространства, на которую не могли бы оказывать влияния никакие внешние силы.
Температура в космосе
Вселенная далеко не однородна. Все ядра звезд разогреты до миллиардов градусов. Однако большая часть пространства, само собой разумеется, серьёзно холодней. Если стоит вопрос о температуре в открытом космосе, то, как это ни странно, она всего лишь на 2,7 градуса выше показателя абсолютного нуля. Соответственно, его показатель будет минус 270,45 по Цельсию.
Эта разница в 2,7 градуса возникает по причине реликтового излучения, уже упоминавшегося. Однако, Вселенная распространяется, разрастается (понятие энтропии), а это говорит о том, что ее температура станет потихоньку снижаться. Чисто умозрительно говоря, спустя триллионы лет, материя и вещества в ней имеют возможность остынуть до самой минимальной отметки.
Но вопрос состоит в том, завершится ли в таком случае расширение Вселенной так называемой «тепловой смертью», или же она окажется более структурированной или разнородной из-за воздействия сил гравитации, — это и по сей день остается объектом дискуссий. В участках сосредоточения материи теплее, но ненамного.
Скопления пыли и газа, которые встречаются между звездами нашей галактики, обладают температурой в диапазоне 10−20 градусов выше отметки абсолютного нуля, иначе говоря, минус 263−253 градусов Цельсия. И лишь рядом со звездами, в центре которых происходят реакции ядерного синтеза, находится достаточно теплоты для комфортной жизни белковых форм существования.
Околоземная орбита
Теперь коснемся следующих тем, связанных с нашей главной тематикой:
- Какова температура рядом с нашей планетой?
- Нужно ли космонавтам, которые отправляются на МКС, припасать теплые вещи?
На околоземной орбите под прямыми солнечными лучами металл накаливается до 150−160 градусов Цельсия. Одновременно с этим в тени предметы остывают до минус 90−100 градусов Цельсия. По этой причине для выхода в открытый космос применяются скафандры:
- с прочной теплоизоляцией, мощными нагревателями;
- с отменно работающей системой охлаждения.
Они защищают тело человека от настолько суровых скачков температур.
Такие же экстремальные условия встречаются на плоскости Луны. На ее солнечной стороне даже жарче, чем в самое жаркое время в Сахаре. Температурная отметка там нередко превышает 120 градусов Цельсия. Однако, на несолнечной стороне она снижается предположительно до минус 170 градусов. Во время посадки на Луну американцы воспользовались скафандрами, которые имели порядка 17 слоев предохранительных материалов. Теплорегуляция обеспечивалась специально предназначенной системой трубочек, в которых циркулировала дистиллированная вода.
Прочие планеты Солнечной системы
На любой планете Солнечной системы климат зависит от наличия или отсутствия атмосферы. Атмосфера — вторая по значению причина после дальности до Солнца. Разумеется, по мере удаления от горячей звезды температура в межпланетном пространстве падает. Однако присутствие атмосферы дает возможность удержать часть тепла за счет парникового эффекта. Особенно яркой иллюстрацией данного явления могут послужить климатические характеристики Венеры.
Температура на поверхности этой планеты поднимается до 477 градусов Цельсия. За счет атмосферы Венера жарче Меркурия, находящегося по расположению ближе к Солнцу.
Самое холодное место в космосе
За счет реликтового излучения межзвездное пространство прогревается, а по этой причине температура в космосе не опускается ниже 270 градусов ниже нуля. Однако, как выясняется, могут быть и более холодные участки.
19 лет назад телескоп Хаббл заметил газопылевое облако, стремительно расширяющееся. Туманность, получившая название Бумеранг, сформировалась вследствие явления, знакомого по названию как «звездный ветер». Это весьма любопытный процесс. Суть его заключается в том, что из центральной звезды с громадной скоростью «выдувается» ток материи, которая, влетая в разреженное пространство космоса, остывает вследствие резкого расширения.
По оценкам научных работников, температура в туманности Бумеранг достигает всего одного градуса по Кельвину, то есть -272 Цельсия. Это наиболее низкая отметка в космическом пространстве, которую на текущий момент удалось зарегистрировать астрономам. Туманность Бумеранг располагается на расстоянии 5000 световых лет от нашей планеты. Отслеживать ее можно в плеяде Центавра.
Самая низкая температура на Земле
Мы выяснили информацию насчет самой низкой температурной отметки в космосе — ее величину и точки нахождения. Для полноты раскрытия вопроса остается узнать, какие наиболее низкие температуры были зафиксированы на нашей планете. А произошло это в процессе недавних научных исследований. В 2000 году ученые Технологического университета города Хельсинки остудили металл родия практически до абсолютного нуля. В течение эксперимента они получили температуру равную. 1×10−10 по Кельвину. И эта отметка всего лишь на 1 миллиардную градуса больше нижнего рубежа.
Целью проведенных исследований было не только получение сверхнизких температур. Ключевая задача состояла в изучении магнетизма атомов родия. Данное исследование оказалось крайне эффективным и принесло ряд увлекательных результатов. Эксперимент дал возможность понять, каким образом магнетизм оказывает действие на сверхпроводящие электроны.
Получение рекордно низких температур складывается из нескольких поочередных этапов охлаждения. Сначала с помощью криостата родий остывает до температурной отметки 3×10−3 по Кельвину. На последующих двух ступенях используется метод ядерного адиабатического размагничивания. Металл родия остывает сначала до температуры 5×10−5 по Кельвину, а после этого падает до рекордно низкой температурной отметки.
Видео
Из этого видео вы узнаете, какие бывают температуры в космосе.
Источник